Die Supernova 2007bi war keine typische Supernova: Sie war zehnmal heller als eine Supernova vom Typ Ia und damit eines der energischsten Supernova-Ereignisse, die jemals aufgezeichnet wurden. Astronomen der University of California in Berkeley haben die Explosion analysiert, die 2007 durch eine Roboteruntersuchung aufgezeichnet wurde, und festgestellt, dass es sich wahrscheinlich um die erste bestätigte Beobachtung handelt, die jemals von einer Supernova mit Paarinstabilität gemacht wurde, einer Art extrem energetischer Supernova theoretisiert, aber nie direkt bestätigt.
Die bestätigte Beobachtung einer Supernova mit Paarinstabilität wurde lange erwartet - die Theorie, dass es sie gibt, gibt es seit den 1960er Jahren -, aber es scheint, als ob das Warten vorbei ist. Die Supernova 2007bi, die im April 2007 von der nahe gelegenen Supernova-Fabrik gesehen wurde, ist die erste beobachtete Supernova, die für die unglaublich großen Anteile von Supernovae-Explosionen mit Paarinstabilität geeignet ist. Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Alex Filippenko von der University of California in Berkeley veröffentlichte ihre Analyse in der 3. Dezember-Ausgabe von Natur. Die Entdeckung wurde ursprünglich von der nahe gelegenen Supernova-Fabrik gemacht, und die Emissionsspektren des Ereignisses wurden mit dem Keck-Teleskop und dem sehr großen Teleskop in Chile aufgenommen
Diese Art von Supernovae kommt nur in Sternen über 100 Sonnenmassen vor und ist unglaublich hell. Energetische Gammastrahlen werden durch die intensive Hitze im Kern des Sterns erzeugt. Diese Gammastrahlen erzeugen wiederum Antimateriepaare von Elektronen und Positronen. Aufgrund dieser Antimaterieproduktion wird der durch die Kernreaktionen im Kern des Sterns ausgeübte Druck nach außen verringert und die Schwerkraft übernimmt, wodurch der massive Kern des Sterns schnell zusammenbricht und eine Supernova entsteht.
Es wird vermutet, dass es zwei Arten gibt: solche, die mit gerade genug Kraft explodieren, damit sich die Masse um den übrig gebliebenen Kern des Sterns wieder vereinigen kann, und solche, die vollständig explodieren, ohne dass ein Smidgen übrig bleibt, um ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern zu bilden. Die Supernova 2006gy, die zehnmal so hell war wie eine Supernova vom Typ Ia, gilt als die erste Sorte. Hier ist unsere Geschichte zu diesem Thema: Könnte Antimaterie superleuchtende Supernovae antreiben? und Eta Carinae können auch zum Profil passen. Diese Arten von Paarinstabilitäts-Supernovae werfen die äußeren Schalen der Materie des Sterns aus, setzen sich in ein Gleichgewicht und wiederholen diesen Vorgang, bis die Masse niedrig genug ist, damit eine normale Supernova auftritt.
Aber 2007bi war viel zu massiv, um sich wieder niederzulassen und mehrmals zu explodieren. Mit einer Masse von 200 Sonnen war die außer Kontrolle geratene thermonukleare Explosion, die in ihrem Kern stattfand, energisch genug, um den gesamten Stern effektiv zu verdampfen. Paarinstabilitäts-Supernovae in Sternen über 130 Sonnenmassen hinterlassen nichts im Wege von Schwarzen Löchern oder Neutronensternen, aber weil sie so energisch und leuchtend sind, erreicht das zunehmende Licht der Explosion über einen sehr langen Zeitraum einen Spitzenwert - in diesem Fall 70 Tage von 2007bi.
Obwohl das Team die Supernova fast eine Woche nach dem Peak entdeckte, konnte es die Dauer der Lichtkurve berechnen. Dann untersuchten sie die Überreste der Explosion in den nächsten 555 Tagen, als sie verblasste.
Filippenko sagte: „Der zentrale Teil des riesigen Sterns war gegen Ende seines Lebens mit Sauerstoff verschmolzen und sehr heiß. Dann verwandelten sich die energiereichsten Lichtphotonen in Elektronen-Positronen-Paare, beraubten den Kern des Drucks und ließen ihn zusammenbrechen. Dies führte zu einer nuklearen außer Kontrolle geratenen Explosion, bei der eine große Menge radioaktiven Nickels erzeugt wurde, dessen Zerfall das ausgestoßene Gas mit Energie versorgte und die Supernova lange Zeit sichtbar hielt. “
Der Stern war auf andere Weise einzigartig: Er liegt in einer nahe gelegenen Zwerggalaxie, die nur die Elemente Wasserstoff und Helium enthält. Aus diesem Grund ähnelt 2007bi den Sternen, die am Anfang des Universums existierten, bevor die Billionen von Supernovae das Universum mit schwereren Elementen bevölkerten. Ein genauerer Blick auf Zwerggalaxien - das Universum hat sie in Pik, aber sie sind ziemlich dunkel - könnte der Schlüssel sein, um mehr Supernovae dieser Art zu beobachten. In der Lage zu sein, seine Explosion und Nachwirkungen zu untersuchen, gibt Wissenschaftlern einen Einblick in das Verhalten der frühesten massiven Sterne.
Quelle: Pressemitteilung von Berkeley Lab
